JP2000044208A

JP2000044208A - 硫化水素の部分酸化により硫黄の蒸気を発生させる方法及びその装置

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Publication number: JP2000044208A
Application number: JP11181573A
Authority: JP
Inventors: Richard William Watson; リチャード・ウィリアム・ワトソン; Stephen Rhys Graville; スティーブン・ライズ・グレイビル; John Allen Wainford; ジョン・アレン・ウェインフォード
Original assignee: BOC Group Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2000-02-15
Anticipated expiration: 2019-06-28
Also published as: ZA994084B; CN1140322C; AU3678499A; SG72963A1; CA2275469C; EP0974552A3; ATE438588T1; KR100608432B1; CN1242254A; US6352680B1; KR20000006517A; AU747062B2; JP4323620B2; GB9814064D0; EP0974552A2; CA2275469A1; EP0974552B1; DE69941204D1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】火炎温度の上昇に伴なって加熱炉の耐火性ラ
イニングが破損するのを防止するための硫化水素の部分
酸化により硫黄の蒸気を発生させる方法及びその装置を
提供すること。【解決手段】硫化水素の部分酸化により硫黄の蒸気が
発生される。バーナ２は、バーナ２がその内部にて又は
その内部に発火する加熱炉７２内に火炎を形成し得るよ
うに作動される。硫化水素を含む第一の可燃性気体の少
なくとも１つの流れがバーナ口の第一の領域から火炎に
供給される。硫化水素を含む第二の可燃性気体の少なく
とも１つの第三の流れが、上記第一の領域を取り囲み且
つ該第一の領域から隔てられたバーナ口の第二の領域か
ら火炎に供給される。第三の酸化性気体の少なくとも１
つの第五の流れである、最外側の流れが火炎内にて第二
の可燃性気体と混合する。硫黄の蒸気、水蒸気、二酸化
硫黄、水素及び残留する硫化水素を含む形成される気体
混合体は加熱炉７２から吸引される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硫化水素の部分酸
化(部分燃焼)、特に、硫化水素の部分酸化によって硫黄
の蒸気を発生させる方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】硫化水素を含む気体流(「酸性気体流」
と称されることがある)は、典型的に、精油所及び天然
ガスの処理施設にて形成される。硫化水素は有毒である
ため、かかる気体流を、直接、大気中に排出することは
できない。硫化水素を含む気体流(所望であるならば、
予め濃縮化する)を処理する従来の方法は、クラウス
（Ｃｌａｕｓｅ）法によるものである。この方法におい
て、気体流中の硫化水素成分の一部分は、ニ酸化硫黄を
形成し得るように加熱炉中にて燃焼させる。次に、ニ酸
化硫黄が、加熱炉内にて残留する流化水素と反応して、
硫黄の蒸気を発生させる。このように、硫化水素は、有
効的に部分酸化される。硫化水素と二酸化硫黄との反応
は、燃焼には至らない。加熱炉からの余剰な気体流は、
冷却され且つ硫黄は、典型的に、凝縮により、冷却した
余剰な気体流から除去される。未だ、残留する硫化水素
及び二酸化硫黄を含む形成された気体流は、残留する硫
化水素と二酸化硫黄との間の触媒反応が生ずる一連の段
を通って進む。形成される硫黄の蒸気は、各段の下流か
ら除去される。硫黄の除去部分の最下流からの余剰な気
体は、加熱するか、又は、例えば、エスコット(ＳＣＯ
Ｔ)又はビーヴォン(Ｂｅａｖｏｎ)法のような更なる処
理を施して、大気中に安全に排出することのできる気体
流を形成する。

【０００３】殆どのクラウスの装置には、長さ対内径の
比が２：１乃至４：１の範囲にある正円筒状の加熱炉が
設けられている。この加熱炉にて、一側部に取り付けた
１つ又は２つ以上のバーナによって横断状に発火し、又
は正接状に発火することができる。横断状に発火し又は
正接状に発火するバーナは、反応する化学的成分を十分
に混合させる。所望であるならば、加熱炉に対して反ら
せ板又は格子積み壁を設けることにより、混合を促進さ
せることができる。

【０００４】この工程の最初の部分にて硫化水素の燃焼
を支えるため空気を使用することができる。生じるこの
反応の化学量論は、比較的多量の窒素(これは、勿論、
燃焼を支える空気中に存在する)が、この過程を通って
流れ、このため、所定の寸法の加熱炉内にて硫化水素を
含む気体流を処理することのできる量の上限値が決まる
ようなものになる。この上限値は、硫化水素の燃焼を支
える、商業的に純粋な酸素又は酸素濃度の濃い空気を使
用することにより、大きくすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】酸素のモル分率が０．
６５以上である、商業的に純粋な酸素又は酸素濃度の濃
い空気を使用して硫化水素の燃焼を支えるならば、クラ
ウスの供給気体の組成に対応して、火炎温度の上昇に伴
なって加熱炉の耐火性ライニングが破損する危険性が高
まる。この問題点を解決するため、当該技術分野にて多
数の提案が為されている。幾つかの提案は、水のような
火炎の抑制剤を加熱炉中に導入することを含み、その他
のものは、加熱炉内の温度を穏当なものにするため装置
の下流部分からの気体を加熱炉に再循環させることを含
む。更に別のものは、個々の各加熱炉内にて行われる燃
焼の量を制限し得るように、複数の加熱炉を採用し、こ
れにより、外部の火炎抑制剤を使用したり、又は装置の
下流部分から気体を再循環することを不要にする。しか
しながら、これらの提案は、全て、装置の複雑さを増す
ことになる。

【０００６】クラウス加熱炉における横断状又は正接状
に発火するバーナに代えて、後壁に取り付けた軸方向又
は長手方向に発火するバーナを使用することができる。
かかる軸方向又は長手方向に発火するバーナは、特定の
処理量のとき且つ好ましくは、より高い酸素濃度レベル
にて、横断状又は正接状に発火するバーナのものと比較
可能な平均残留時間を提供する設計とすることができ
る。

【０００７】かかる軸方向に又は長手方向に発火するバ
ーナを使用することは、欧州特許出願第О３１５２２５
Ａ号に開示されている。この場合、酸素用の中央管と、
該中央管を同軸状に取り囲む、硫化水素を保持する供給
気体用の少なくとも１本の第二の管と、空気用の外側の
同軸管とがある。硫化水素の供給気体が二酸化炭素又は
炭化水素を重量比で少なくとも５％含むとき、バーナが
使用される。バーナの出口における酸素の速度は、毎秒
５０乃至２５０ｍの範囲(典型的に、毎秒１５０ｍ)にあ
り、それに対応する供給気体の速度は、毎秒、１０乃至
３０ｍの範囲にある。バーナの火炎の中心部にて２００
０乃至３０００℃の範囲の温度が発生され、１３５０乃
至１６５０℃の範囲の温度の気体混合体が加熱炉から去
る。この気体混合体は、体積比で少なくとも２％の一酸
化炭素と、体積比で少なくとも８％の水素とを含んでい
る。

【０００８】例えば、精油所の通常の運転中、硫化水素
を含む気体流がクラウス法による処理のために製造され
る速度は一定でなく、極めて大きく相違する可能性があ
る。このため、硫化水素を含む気体の著しく異なる流入
量の範囲に亙って加熱炉は効果的に作動し得ることが望
ましい。

【０００９】また、国際特許第ＷＯ−Ａ−９６／２６１
５７号にも、クラウス法にて軸方向に又は長手方向に発
火するバーナを使用することが開示されている。硫化水
素を含む第一の気体及び酸素濃度の濃い第二の気体の略
平行な流れは、バーナのチップ(すなわち、口)に供給さ
れる。第一の気体の速度対第二の気体の速度の比は、
０．８：１乃至１．２：１の範囲となるように選択され
る。

【００１０】欧州特許第ＥＰ−Ａ−Ｏ３１５２２５号及
び国際特許第ＷＯ−Ａ−９６／２６１５７号の何れにも
硫化水素を含む気体の広範囲に亙る異なる流量をいかに
取り扱うかの課題は開示されていない。実際上、その双
方共に、硫化水素を含む供給気体の供給量が著しく異な
るとき、効果的な運転を為し得る方法を開示していな
い。

【００１１】本発明による方法及び装置は、この課題を
解決し、欧州特許第ＥＰ−Ａ−Ｏ３１５２２５号又は国
際特許第ＷＯ−Ａ−９６／２６１５７号の開示に従うと
きのあらゆる可能性に優る１つの解決策を提供すること
をその１つの目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、硫化水
素の部分酸化により硫黄の蒸気を発生させる方法が提供
される。該方法は、バーナがその内で又はその内部に発
火する加熱炉内に少なくとも３つの段を有する火炎を発
生させ得るようにバーナを作動させることと、硫化水素
を含む第一の可燃性気体の少なくとも１つの流れをバー
ナ口の第一の領域から火炎に供給することと、第一の酸
化性気体の少なくとも１つの第二の流れがバーナ口から
出て且つ火炎中にて第一の可燃性気体と混合するように
することと、上記第一の領域を取り囲み且つ該第一の領
域から隔てられたバーナ口の第二の領域から火炎に対し
て、硫化水素を含む第二の可燃性気体の少なくとも１つ
の第三の流れを供給することと、第二の酸化性気体の少
なくとも１つの第四の流れが上記第二の領域により取り
囲まれたバーナ口の１つ又は２つ以上の領域から出て且
つ火炎内にて第二の可燃性気体と混合するようにするこ
とと、第三の酸化性気体の少なくとも１つの第五の流れ
である、最外側の流れが火炎内にて第二の可燃性気体と
混合するようにすることと、硫黄の蒸気、水蒸気、ニ酸
化硫黄、水素及び残留硫化水素を含む、形成される気体
混合体を加熱炉から除去することとを備えている。

【００１３】本発明は、硫化水素の部分酸化により硫黄
の蒸気を発生させる装置をも提供する。該装置は、加熱
炉と、加熱炉のポートと、ポート内に配置されたその口
を有し且つ加熱炉内に少なくとも３つの段を有する火炎
を発生させるように作動可能であるバーナと、硫黄の蒸
気、水蒸気、二酸化硫黄及び残留する硫化水素を含む、
形成される気体混合体に対する加熱炉からの出口とを備
えている。バーナ口が、硫化水素を含む第一の可燃性気
体の少なくとも１つの第一の流れを火炎に対して供給す
る第一の出口又は第一の出口群と、第一の酸化性気体の
少なくとも１つの第二の流れがバーナから出て且つ火炎
内にて第一の可燃性気体と混合するようにする第二の出
口又は第二の出口群と、硫化水素を含む第二の可燃性気
体の少なくとも１つの第三の流れを火炎に供給すべく、
第一の出口又は第一の出口群を取り囲み且つ該出口又は
出口群から隔てられた第三の出口又は第三の出口群と、
第二の酸化性気体の少なくとも１つの第四の流れがバー
ナから出て且つ火炎内にて第二の可燃性気体と混合する
ようにすべく、上記第三の出口又は第三の出口群によっ
て取り囲まれた第四の出口又は第四の出口群とを備え、
１つ又は複数の通路がバーナとポートとの間に画成され
又はバーナ口を貫通して伸長し又は該口内にて終わり、
第三の酸化性気体の最外側の第五の流れが火炎内にて第
二の可燃性気体と混合し得るようにしてある。

【００１４】３つの段、すなわち、最内側段、最外側段
及び中間段内にて硫化水素を燃焼させることは、かかる
段が１つ又は２つ、採用される場合よりも硫化水素を含
む気体の広範囲に亙る異なる流入量を効果的に取り扱う
ことを可能にする。かかる段階的に燃焼することからそ
の他の利点も得られる。特に、最内側段にて２０００℃
以上の温度が形成される場合でさえ、最外側段内にて比
較的低温度を保つことができ、このため、加熱炉のあら
ゆる耐火性ライニングが損傷する虞れを許容可能なレベ
ルに保つことができる。高温度、すなわち、２０００℃
を十分に超える温度は、特に有利であり、その理由は、
第一の燃焼段階にて全てのアンモニアを分解し、一部の
硫化水素又は硫黄を二酸化硫黄に酸化させ、次に、この
ようにして形成された二酸化硫黄を残留する硫化水素と
反応させるといった間接的な方法ではなくて、硫化水素
を熱分解することにより直接的に形成される、硫黄の蒸
気の比率を増大させる状態を形成し易くするからであ
る。アンモニアの気体は、硫化水素及び二酸化硫黄が共
に反応して更なる硫黄の蒸気を形成する触媒反応器内の
加熱炉からの余剰物を下流にて処理することに悪影響を
与え、アンモニアは、アンモニア塩を形成することによ
って触媒作用を阻害するから、アンモニアを分解させる
ことは望ましい。更に、アンモニアは、互いに分離した
燃焼領域及び反応領域を使用することなく、火炎中にて
分解させることができ、アミンガスの一部は、反応領域
に直接、バイパスされる。燃焼のために空気を使用する
ときでさえ、アミンガスを燃焼領域の周りでバイパスす
ることの必要性を回避することにより、バーナが供給気
体の広範囲に亙る異なる流量を効果的に取り扱い得る能
力は、その不作動範囲を有効に使用することのために増
強される。更に、熱分解により硫黄の蒸気を発生させる
ことは、加熱炉の気体が加熱炉の下流にて効果的に冷却
されるならば、加熱炉からの硫黄の蒸気の所定の回収を
実現するために酸素濃度の濃い空気をバーナに供給する
必要性を少なくする。

【００１５】火炎は、加熱炉内にて略長手方向に伸長す
ることが好ましい。この加熱炉は、典型的に、その長手
方向軸線を水平にして配置され、このため、バーナも典
型的に、その長手方向軸線を水平にして配置される。か
かる配置は、加熱炉内にて採用される、あらゆる耐火性
ライニングが損傷する虞れを少なく保つのに役立つ。

【００１６】第一及び第二の酸化性気体は、少なくとも
０．２２のモル分率を有し、また、酸素濃度の濃い空気
又は純粋な酸素とすることができる。第三の酸化性気体
は、酸素濃度が濃くもなく、又は酸素不足でもない大気
であることが好ましいが、供給物の組成に対応して、酸
素の体積比にて２５％以上の高濃度とすることは一般に
許容し得る。

【００１７】バーナへの第一の可燃性気体の体積流量及
び第二の可燃性気体の体積流量は、互いに独立的に制御
されることが好ましい。かかる配置は、バーナに供給さ
れることが望ましい可燃性気体の総量の変化を取り扱う
バーナの作動を促進する。このため、本発明による装置
は、第一の可燃性気体をバーナに供給する第一の配管内
に設けられた第一の流量制御弁と、第二の可燃性気体を
バーナに供給する第二の配管内に設けられた第二の流量
制御弁とを更に備え、これら第一及び第二の制御弁が互
いに独立的に作動可能であることが好ましい。

【００１８】典型的な精油所において、硫化水素を含む
可燃性気体の供給源は１つ以上ある。この供給源は、典
型的に、異なる組成を有している。第一の可燃性気体
は、第二の可燃性気体と組成が異なることが好ましい。
この手段により、可燃性気体の燃焼を最適なものにする
ことが可能となる。典型的に、第一及び第二の可燃性気
体流の双方は、可燃性気体を体積比で少なくとも４０
％、及び硫化水素を体積比で少なくとも２０％含んでい
る。

【００１９】一方がアンモニアを含み、他方がアンモニ
アを含まない、硫化水素を含む可燃性気体の２つの別個
の供給源がある場合、第一の可燃性気体を発生させると
きにアンモニアを含む全ての気体が採用されることが好
ましい。その結果、全てのアンモニアを火炎の比較的内
方領域に向け、この領域にて、全てのアンモニアを分解
するため比較的高い火炎温度を保つことが可能となる。
例えば、硫化水素を含む気体の１つの供給源が、典型的
に、体積比で約２０乃至３５％の硫化水素を含み、体積
比で３０乃至４５％のアンモニアを含む、いわゆる「硫
黄化合物を含む水ストリッパ気体（ｓｏｕｒｗａｔｅ
ｒｓｔｒｉｐｐｅｒｇａｓ）」であり、硫化水素を
含む気体のもう一方の供給源が、典型的に、体積比で８
０％以上の硫化水素を含むいわゆる「アミンガス」であ
る場合、第一の可燃性気体は、アミンガスの幾つかの混
合体を含むが、硫黄化合物を含む水ストリッパ気体の全
ては含まないようにし、第二の可燃性気体が残りのアミ
ンガスを含むようにすることができる。混合体の組成
は、火炎に対する硫化水素を含む可燃性気体の総流量と
共に変化させ、上記総流量が選択した値以下に低下した
ならば、第一の可燃性気体中のアミンガスの比率が増す
ようにすることが好ましい。

【００２０】バーナに対する第一の酸化性気体の体積流
量及び第二の酸化性気体の体積流量は、互いに独立的に
制御されることが好ましい。かかる配置は、バーナがバ
ーナに対して供給されることが望ましい可燃性気体の総
流量の変化を取り扱い、また、第一及び第二の可燃性気
体流の個々の体積比流量の変化に対応し得るように作動
することを促進する。本発明による装置は、バーナに対
し第一の酸化性気体を供給する第三の配管内に設けられ
た第三の流量制御弁と、バーナに対し第二の酸化性気体
を供給する第四の配管内に設けられた第四の流量制御弁
とを更に備えることが好ましい。これら第三及び第四の
制御弁は、互いに独立的に作動可能である。

【００２１】第一及び第二の酸化性気体は、同一又は異
なる酸化性気体の供給源から得ることができる。異なる
供給源が採用されるならば、第一の酸化性気体は、第二
の酸化性気体と異なる組成とすることができる。異なる
組成の第一及び第二の酸化性気体を採用することは、本
発明による方法及び装置が可燃性気体の可変の供給量を
効果的に取り扱うときの自由度を増すことにつながる。

【００２２】第一及び第二の酸化性気体の双方における
酸素のモル分率は、典型的に、第一及び第二の可燃性気
体中の可燃性成分の比率に対応して、０．３乃至１．０
の範囲内にある。加熱炉のライニングに採用される全て
の耐火物内の任意の位置にて過剰な温度となるのを回避
するための注意が必要である。現代の市販の耐火物は、
１６５０℃の温度まで典型的に耐えることができる。第
一及び第二の酸化性気体の一方又は双方を形成する酸素
濃度の濃い空気又は純粋酸素は、空気分離装置から直
接、得ることができる。空気分離装置の酸素生成物の純
度に対応して、第一及び第二の酸化性気体の一方又は双
方が０．９９以上の酸素のモル分率を有することができ
る。しかしながら、一般に、特に、硫黄を含む水ストリ
ッパ気体又はアミンガス若しくはその２つの混合体を取
り扱うとき、空気分離装置の酸素生成物を大気と、すな
わち、酸素濃度が濃くなく、また酸素不足でもない空気
と混合させることにより、第一の酸化性気体及び第二の
酸化性気体の一方又はその双方を発生させることが好ま
しい。このようにして第一及び第二の酸化性気体の一方
又は双方を発生させることは、本発明による方法及び装
置の作動中、酸素のモル分率を変化させることを可能に
する。この場合にも、酸素のモル分率を変化させるこの
機能は、可燃性気体の変化する供給量を効果的に取り扱
うときの本発明による方法及び装置の自由度を高めるこ
とにつながる。

【００２３】第一の可燃性気体と第一の酸化性気体との
混合は、第一の可燃性気体が流れる１つ又は複数の経路
に合流する１つ又は複数の経路に沿って第一の酸化性気
体の少なくとも一部を向けることにより促進されること
が好ましい。従って、第二の出口又は第二の出口群の少
なくとも幾つかは、各々、第一の出口の軸線又は第二の
出口群の少なくとも幾つかの軸線に対して角度を成して
伸長する軸線を有している。この角度は、１０乃至３０
°の範囲にあることが好ましい。第一の可燃性気体の流
れは軸方向であり、第一の酸化性気体の流れはバーナの
軸線に対して角度を成すことが好ましい。

【００２４】これと代替的に、第一の可燃性気体が第二
の線形速度にて流れる１つ又は複数の経路に略隣接し且
つ略平行に伸長する１つ又は複数の経路に沿って第一の
酸化性気体の少なくとも一部分を第一の線形速度にて向
けることにより、第一の可燃性気体と第一の酸化性気体
との混合は促進してもよく、第一及び第二の線形速度の
一方はその他方よりも２５乃至１５０％(好ましくは２
５乃至１００％)速いようにする。第一の酸化性気体と
第一の可燃性気体との速度差により、その両者の間にせ
ん断力が発生される結果、混合は促進される。第一の線
形速度は、上記２つの線形速度の内、速い方として選択
されることが好ましい。この配置は、全てのアンモニア
がその内部で分解されることを確実にするように加熱炉
を設計することを容易にする。

【００２５】第一の可燃性気体と第一の酸化性気体との
混合を促進させるための更に代替的な方法は、第一の酸
化性気体及び第一の可燃性気体の一方又は双方に旋回動
作を付与することである。気体に対し旋回動作を付与す
ることのできる装置は周知である。

【００２６】火炎の自然の曲率は、第二の酸化性気体流
の上記第四の流れが第二の可燃性気体の上記第三の流れ
と混合するのを促進する。しかしながら、上記第三及び
第四の流れの供給源は、混合を促進し得るように配置す
ることが好ましい。例えば、第二の酸化性気体の少なく
とも一部分が第二の可燃性気体に対して角度を成して流
れ、流路が合流し又はその２つの気体を少なくとも共に
接近させることができる。第二の可燃性気体がバーナ口
から実質的に軸方向に流れ、第二の酸化性気体の少なく
とも一部がバーナ口から軸線に対してある角度にて流れ
るようにすることが好ましい。この角度は、典型的に、
バーナの軸線に対して１０乃至３０°の範囲内にある。
別の配置において、第三及び第四の流れが互いに横に並
んで且つ異なる速度にてバーナから流れて、その両者の
間のせん断力が混合を増進するようにする。可燃性気体
の総流量がバーナの最大設計流量以下となるならば、第
一及び第二の酸化性気体の流量を減少させることがで
き、その双方の酸化性気体中の酸素のモル分率を小さく
することができる。更に、バーナが作動を停止したと
き、フレーム中心にて高温度を保つため、第二の可燃性
気体がバーナに供給される流量が比例的に減少する程度
を、第一の可燃性気体の流量が減少する程度よりも大き
くすることができる。更に、第一の可燃性気体が硫黄を
含む水ストリッパ気体とアミンガスとの混合体であるな
らば、混合体中のアミンガスの比率を変更することがで
きる。この目的のため、第一の配管は硫黄を含む水スト
リッパ気体の供給源と連通し、第二の配管は、アミンガ
スの供給源と連通するようにし、第二の配管を第一の配
管と連通させる導管が設けられ、また、第一の配管中へ
のアミンガスの流量を制御すべく更なる導管中に更なる
流量制御弁が設けられる。

【００２７】本発明による１つの好適なバーナにおい
て、第一の可燃性気体に対する第一の通路を画成する第
一の管があり、該第一の管は第一の出口にて終わってい
る。該第一の管内にて、第一の酸化性気体に対する第二
の通路を画成する複数の第二の管が伸長している。該複
数の第二の管はそれぞれの第二の出口にて終わってい
る。また、第一の管を取り囲み且つ該第一の管と実質的
に同軸状の第三の管がある。該第三の管は、第二の可燃
性気体に対する環状の第三の通路を画成し、また、該第
三の管は第三の出口にて終わっている。更に、第二の酸
化性気体に対する複数の第四の管があり、該第四の管の
各々は第三の通路内を伸長し、各々がそれぞれの第四の
出口にて終わる第四の通路を画成する。かかる配置は、
第二の酸化性気体の流量に関係なく、第一の酸化性気体
の流量を調節することを可能にし、またその逆に、第一
の酸化性気体の流量に関係なく、第二の酸化性気体の流
量を調節することを可能にし、また、第二の可燃性気体
の流量に関係なく、第一の可燃性気体の流量を調節する
ことを可能にし、またその逆に、第一の可燃性気体の流
量に関係なく、第二の可燃性気体の流量を調節すること
をも可能にする。

【００２８】代替的な好適な配置が可能である。かかる
配置の１つにおいて、第一及び第二の管が設けられ且つ
上述したように配置される。更に、第一の管と同心状で
且つ該第一の管を取り囲む第三の管があり、該第一の管
と共に、第二の酸化性気体の流れに対する環状の第三の
通路を画成する。該第三の通路は、第四の出口が形成さ
れたノズルにて終わっている。更に、第三の管と同心状
で且つ該第三の管を取り囲む第四の管があり、該第三の
管と共に、上記第三の出口にて終わる、第二の可燃性気
体に対する環状の第四の通路を画成する。かかる配置
は、また、第二の酸化性気体の流量に関係なく第一の酸
化性気体の流量を調節し、またその逆に、第一の酸化性
気体の流量に関係なく、第二の酸化性気体の流量を調節
することを可能にし、また、第二の可燃性気体の流量に
関係なく、第一の可燃性気体の流量を調節し、またその
逆に、第一の可燃性気体の流量に関係なく、第二の可燃
性気体の流量を調節することを可能にする。

【００２９】更に別の好適な配置において、中央の管状
通路と、最内側通路と、中間通路と、最外側の環状通路
とを画成する、同心状に半径方向に隔てられた４本の管
がある。該中央の管状通路は、第一の出口にて終わり、
最外側の環状通路は第四の出口にて終わっている。その
他の２つの通路の双方は、それぞれのノズルにて終わっ
ている。該ノズルは、第二及び第三の出口群を画成す
る。この配置は、第二の酸化性気体と関係なく、第一の
酸化性気体の流量を調節し、またその逆に、第一の酸化
性気体と関係なく、第二の酸化性気体の流量を調節する
ことを可能にし、また、第二の可燃性気体と関係なく、
第一の可燃性気体の流量を調節し、またその逆に、第一
の可燃性気体と関係なく、第二の可燃性気体の流量を調
節することをも可能にする。

【００３０】次善の好適なバーナにおいて、中央の管状
通路と、内側通路と、外側通路とを画成する３本の同心
状管を設けることができる。該中央の管状通路は、第一
の出口にて終わり、外側の環状の通路は第三の出口にて
終わっている。内側の環状通路は第二及び第四の群の出
口が画成されたノズルにて終わっている。かかる配置
は、第一の酸化性気体の流量及び組成を第二の酸化性気
体の流量及び組成と独立的に調節することを許容しな
い。

【００３１】得られた気体混合体は、廃熱ボイラー内に
て冷却し、冷却された余剰な気体流は、硫黄の蒸気が凝
縮される凝縮器に通すことが好ましい。得られた気体流
は、硫黄凝縮器の下流にて、硫化水素と二酸化硫黄との
間の触媒反応の少なくとも１つの段に露呈させて更なる
硫黄が抽出されるようにすることが好ましい。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しつつ、本
発明の方法及び装置について単に一例として説明する。

【００３３】図面は正確な縮尺通りではない。図１及び
図２を参照すると、バーナ２は、全体として円筒状の形
状であり、基端４と、末端（すなわち、口６）とを有し
ている。バーナ２は、硫化水素を含む第一の可燃性気体
流が流れる最内側管１０により画成された中央通路８を
有している。バーナ２の長手方向軸線は、管１０の長手
方向軸線と一致している。中央通路８は、その末端に第
一の出口１２を有している。第二の管１４は、第一の管
１０と同軸状である。管１４の内面は、管１０の外面と
摩擦係合する（これと代替的に、管１０、１４は、内側
フランジ又は溶接接続部により互いに接続してもよ
い）。第三の管１６は、管１４から隔てられ且つ該管１
４と同軸状である。管１４、１６は、第二の可燃性気体
の混合体に対する出口２０（上記に「第三の出口」とし
て説明）内にてその末端が終わる、硫化水素を含む可燃
性気体の混合体の第二の流れに対する第二の環状通路１
８を画成する。管１４、１６は、管１０と同一面にて終
わっている。

【００３４】一列の管２２が、管１０の基端を越えて伸
長し、第一の酸化性気体の混合体の流れに対する通路２
４を画成する。通路２４の各々は、出口２６（これら出
口は、上記に「第二の出口群」として説明）を有してい
る。管２２は、管１０と同一面にて終わっている。出口
２６は、バーナ２の長手方向軸線と同軸状のリング内に
典型的に配置されている。

【００３５】第二の列の管２８が、管１４、１６により
画成された通路１８内に配置されている。管２８の各々
は、それぞれの出口３２にて終わる、酸化性気体の第二
の流れに対する通路３０を画成する。管２８の各々は、
管１０と同一面にて終わっている。管２８の出口３０
は、バーナ２の長手方向軸線と同軸状のリング内に配置
されている。その長手方向軸線が図１に図示するように
水平となる状態でバーナが配置されたとき、これら管を
支持し易くするべく、それぞれの管２２、２８の各々
に、スパイダ３４を設けることができる。管２２、２８
の実際の数を選択するときの顕著な自由度が得られる。

【００３６】可燃性気体及び酸化性気体の混合体のそれ
ぞれの流れが供給されることを可能にするバーナ２の構
造は比較的簡単である。外側管１６には、硫化水素を含
む第二の可燃性気体の混合体が流れる第一のポート３６
が設けられている。外側管１６の基端には、該基端と一
体とされ又は該基端に溶接されたフランジ３８が形成さ
れている。フランジ３８は、管１４と一体とされ又は該
管１４に溶接された同様のフランジ４０にボルト止めさ
れ又はその他の方法で固着されている。所望であるなら
ば、その間に流体密のシールを確保し得るように、フラ
ンジ４０、３８の間にてガスケット又はその他の密封部
材（図示せず）を係合させることができる。フランジ４
０は、第二の酸化性気体を受け取るチャンバ４２の末端
を形成し、チャンバは、該チャンバを第二の酸化性気体
の供給源と連通するように配置することを可能にするポ
ート４４を有している。管２８の基端は、全てフランジ
４０に形成された相補的な開孔内に流体密に受け入れら
れている。このように、管２６は、チャンバ４２と連通
している。チャンバ４２は、外壁４６を有しており、該
外壁には、ポート４４が形成されている。また、該外壁
には、その末端に、フランジ４０に流体密に締結される
フランジ４８が設けられ、その基端にフランジ５０が設
けられている。フランジ５０は、管１０の基端と一体と
され又は該基端に溶接された相補的なフランジ５２にボ
ルト止め又はその他の方法で流体密に固着されている。
フランジ５２は、チャンバ４２の基端壁を形成する。ま
た、該フランジは、ポート５８が形成された側壁５６を
有する更なるチャンバ５４の末端壁を形成し、該ポート
は、チャンバ５４を第一の可燃性気体の供給源と連通さ
せることを可能にする。チャンバ５４の壁５６は、その
末端に第一のフランジ６０を有しており、該フランジ
は、フランジ５２にボルト止め又はその他の方法で流体
密に固着されており、また、その基端に第二のフランジ
６２を備えている。該第二のフランジ６２は、端板６４
にボルト止め又はその他の方法にて流体密に固着されて
おり、該端板は、チャンバ５４と第一の酸化性気体混合
体用の更なるチャンバ６６との間に仕切り壁を形成し、
貫通するように形成された開孔にて、管２２の基端を流
体密に受け入れ、これら管が第一の酸化性気体の混合体
の流れを受け入れることを可能にする。チャンバ６６に
は、バーナ２の長手方向軸線と同軸状のポート６８が設
けられており、第一の酸化性気体の混合体の供給源と連
通するように配置することができる。

【００３７】図１に図示するように、バーナ２の末端６
は、加熱炉７２のポート又はクオール７０内に伸長し、
硫化水素を部分燃焼させる。バーナ２の末端とポート７
０との間には環状通路が画成されている。空気は、第三
の酸化性気体としてこの通路７４に供給される。

【００３８】所望であるならば、外側管１６の末端は耐
火性金属で形成することができる。バーナ２の他の部分
はステンレス鋼にて形成することができる。作動時、出
口１２を通ってバーナ２を出る第一の可燃性気体は、出
口２６から出る第一の酸化性気体と緊密に混合されて、
第一の火炎段を形成する。同様に、出口２０を通ってバ
ーナ２を出る第二の可燃性気体の混合体の流れは、出口
３２を通ってバーナ２から出る第二の酸化性気体の流れ
と緊密に混合し、これにより、第二の火炎段を形成す
る。通路７４を通る空気と出口２０を通ってバーナ２か
ら出る第二の可燃性気体混合体とを緊密に混合させるこ
とにより、第三の火炎段が形成される。

【００３９】バーナ２に対して異なるガス流を供給する
配置が、図７に示してある。図７を参照すると、硫黄を
含む水ストリッパ気体（硫化水素及びアンモニアの双方
を含む）用の第一の配管８０は、バーナ２のポート５８
にて終わっている。第一の流量制御弁８２が配管８０内
に配置されている。アミンガス（専ら、硫化水素を含
む）用の第二の配管８４は、バーナ２のポート３６にて
終わっており、その内部に配置された第二の流量制御弁
８６を有している。空気又は酸素濃度の濃い空気から成
る第一の酸化性気体の供給源（図示せず）と連通する第
三の配管８８は、バーナ２のポート６８にて終わってい
る。第三の流量制御弁９０が第三の配管８８内に配置さ
れている。空気又は酸素濃度の濃い空気から成る第二の
酸化性気体の供給源（図示せず）と連通する第四の配管
９２は、バーナ２のポート４４にて終わっている。第四
の流量制御弁９４が第四の配管９２内に配置されてい
る。ブロア（図示せず）又はその他の圧縮空気源（酸素
濃度が濃くもなく又酸素不足でもない）と連通する第五
の配管９６は、ポート７０とバーナ２との間に画成され
た環状の通路７４と連通する、ノズル１０６への入口１
０４にて終わっている。配管９６は、その内部に配置さ
れた第五の流量制御弁９８を有している。更に、配管１
００は、第二の流量制御弁８６の上流にある第二の配管
８４の領域を貫通して伸長し、第一の流量制御弁８２の
下流にある第一の配管８０の領域に達している。第六の
流量制御弁１０２が配管１００内に配置されている。

【００４０】作動時、上述した流量制御弁は、バーナ２
の火炎に供給される可燃性気体対酸素の全体的なモル比
を決定し、火炎の異なる領域内にて反応する成分の異な
る局部的な比が形成され、高温の最内側領域が火炎内に
て１４００℃以上の温度に保たれることを可能にし、ま
た、火炎の外周にて遥かに低温度が保たれ、火炎の局部
的な領域内にて、硫化水素の熱分解にとって有利な状態
を形成し、また、全てのアンモニアが確実に分解される
ようにすることができる。典型的に、硫化水素と二酸化
硫黄及び加熱炉から出る気体混合体とのモル比が約２：
１となるように、反応剤の供給量が制御される。しかし
ながら、火炎のそれぞれの領域内にて、硫化水素対二酸
化硫黄のモル比は、著しく相違する可能性がある。

【００４１】バーナの作動時に形成される火炎の型式
は、図７に参照番号１１０を使用して概略図で示されて
いる。該火炎は、３つの段１１２、１１４、１１６を有
している。最内側段１１２は、第一の酸化性気体及び第
一の可燃性気体が流れ込む高熱領域である。第一の可燃
性気体が硫黄を含む水ストリッパ気体及びアミンガスの
混合体から成る一例において、第一の酸化性気体は、第
一の可燃性気体中のアミン及び全ての炭化水素が完全に
分解すること、及び硫化水素の１／３以上が酸化するこ
ととを確実にするのに十分な量にて供給される。このよ
うにして、最内側段１１２内にて高温度が確保される。
この温度は、制御弁８２、９０、１０２により制御する
ことができる。

【００４２】火炎１１０の第二の段である、中間段１１
４は、第二の酸化性気体、及び第二の可燃性気体の一部
分を受け取る。この段１１４は、典型的に、酸素不足状
態にて作動される、すなわち、この段に対する硫化水素
及び酸素分子の相対的な供給量の比が、二酸化硫黄に酸
化されるのはこの硫化水素の１／３以下であるようにに
作動される。この領域内にて酸素が不足することは、内
側段１０６から放射された熱と共に、硫化水素の熱分解
により、硫黄の蒸気の発生させることにとって有利なこ
とである。硫化水素の熱分解は発熱作用を伴って進むか
ら、この熱分解は、火炎温度を穏当なものにするメカニ
ズムを提供し、また、最外側段１１６内にて過剰な温度
となるのを防止するのに役立つ。更に、この作用は、火
炎温度を穏当なものにする窒素分子の必要量を少なく
し、これにより、第一及び第二の酸化性気体がさもなけ
れば可能である場合よりも大きい酸素のモル分率を有す
ることを確実にする。この温度は、第一の可燃性気体の
流量、及び酸素のモル分率によって段１０８内にて制御
することができる。火炎の第三の段である、最外側段１
１６は、配管９６に対し第三の酸化性気体として供給さ
れる第二の可燃性気体及び空気の残りの分を受け取る。
空気の供給量は、段１１６にて過剰な火炎温度が形成さ
れないことを確実にし得るように制御される。廃熱リボ
イラーの後方にて、Ｈ₂Ｓ対ＳＯ₂の所望の比が保たれる
ように、酸化剤の総供給量が制御される。

【００４３】第一及び第二の可燃性気体の合計供給量が
特定の最大値に達したとき、典型的に、酸化性気体の供
給量は、各々、最大値となる。可燃性気体の総供給量が
減少すると、火炎内にて適当な燃焼状態を保つため、色
々な制御方法が利用可能である。最も簡単なものは、酸
化性気体の流量を相補的に減少させ得るように制御弁９
４、９８を再設定することである。更に、第一及び第二
の酸化性気体中の酸素のモル分率を少なくする手段（図
示せず）を図１１に示した装置内に設けることができ
る。例えば、商業的に純粋な酸素を第三の配管８８、及
び第四の配管９２内にそれぞれ導入する追加的な流量制
御弁（図示せず）を配管（図示せず）内に設けることが
できる。このように、第一及び第二の酸化性気体中の酸
素のモル分率を制御することができる。

【００４４】所定の最大値以下の可燃性気体の供給量に
てバーナを作動させるとき、余剰な気体が加熱炉７２か
ら去る前に、全てのアンモニアが分解されることを確実
にし得るように注意する必要がある。可燃性気体の供給
量が比較的少ないときに使用可能である別の制御方法
は、第六の配管１００を通じて供給されるアミンガスの
比率を高めることである。これに対応してこの第六の制
御弁１０２を設定することができる。第一の可燃性気体
に対するアミンガスの供給比率を大きくすれば、第一の
可燃性気体の速度を保ち、特に、第一の酸化性気体が空
気であるとき、アンモニア及び炭化水素の分解量を多く
保つことが容易となる。その結果、可燃性気体の最大の
所定の処理能力にて作動するときと比べて、第二の可燃
性気体及び第二の酸化性気体がバーナに供給される量が
非比例的に減少する。

【００４５】空気でなくて、アミンガスを通路７４に供
給することにより、図１及び図２に図示したバーナが可
燃性気体を取り扱い得る量を増すことが可能となる。火
炎に入る硫化水素と酸素分子との所望の比率を保つた
め、第一及び第二の酸化性気体中の酸素のモル分率をこ
れに対応して増大させる。アミンガスを取り扱うため通
路７４を採用する前に、この通路は、この通路から酸素
分子を排除するため、窒素又はその他の不燃性気体にて
洗浄することができる。

【００４６】再度、図１及び図２を参照すると、全ての
気体流は、バーナ２から実質的に軸方向に出ることが理
解されよう。これにより、それぞれの気体流間のせん断
作用のため、出口２６を通ってバーナ２から出る第一の
酸化性気体と出口１２を通って出る第一の可燃性気体と
が混合する。このせん断作用の程度は、第一の可燃性気
体と第一の酸化性気体との間に速度差をつけることによ
り、増大させることができる。一例において、バーナ２
から出る第一の酸化性気体の速度は、６０ｍ／Ｓであ
り、第一の可燃性気体の速度は、４０ｍ／Ｓである。

【００４７】次に、図３及び図４を参照すると、バーナ
３０２は、全体として円筒状の形状をしており、また、
基端３０４と、末端３０６とを有している。該バーナ
は、バーナ３０２の長手方向軸線と同軸状の半径方向に
隔てられた同心状の４本の管３０８、３１０、３１２、
３１４を一列に備えている。管３０８は、最内側にあ
り、管３１４は最外側にある。管３１２は管３１０を取
り囲んでいる。管３０８、３１０は、その末端にて第一
のノズル３１６に係合する。管３０８は、硫化水素を含
む第一の可燃性気体用の第一の通路３１８を画成する。
管３０８の末端は、管３１０の末端に対して引込んでお
り、ノズル３１６には、第一の可燃性気体用のバーナ３
０２の出口３２０を画成する内方の環状突起が設けられ
ている。管３０８、３１０は、第一の酸化性気体用の環
状通路３２２を画成する。通路３２２は、第一の酸化性
気体用のバーナ３０２からの水平の出口３２４に対して
１０乃至１５°の角度にて貫通するように形成されたノ
ズル３１６にて終わっている。出口３２４は、バーナ３
０２の末端３０６の下流の領域にて第一の酸化性気体を
第一の可燃性気体中に向ける。管３１０、３１２は、そ
の間に、第二の酸化性気体が流れる環状通路３２６を画
成する。通路３２６は、第二の酸化性気体に対する出口
３３０を画成するノズル３２８にて終わっている。これ
らの出口は、水平線に対して１０乃至１５°の角度にて
傾斜しており、貫通する気体の流動方向に向けて半径方
向外方に伸長している。

【００４８】管３１２及び最外側管３１４は、その間
に、硫化水素を含む、第二の可燃性気体に対する環状通
路３２２を画成する。該通路３２２は、その末端に、第
二の可燃性気体に対する出口３３４を有している。作動
時、出口３３４の下流にて、第二の可燃性気体の流れ
は、出口３３４の方向に対する出口３３０の方向のた
め、第二の酸化性気体の流れと混合する。

【００４９】最外側管３１４には、第二の可燃性気体の
混合体の流れに対するポート３３６が設けられている。
管３１４の基端には、該基端と一体とされ又は該基端に
溶接されたフランジ３３８が形成されている。該フラン
ジ３３８は、管３１２と一体とされ又は該管に溶接され
た同様のフランジ３４０にボルト止め又はその他の方法
にて固着されている。所望であるならば、ガスケット又
はその他の密封部材（図示せず）をフランジ３３８、３
４０の間にて係合させ、その間に流体密のシールを確保
することができる。フランジ３４０は、通路３２６に隣
接するチャンバ３４２と一部分、境を形成する。該チャ
ンバ３４２は、円筒壁３４４を有しており、該円筒壁３
４４には、その末端に、フランジ３４６が設けられてい
る。該フランジ３４６は、フランジ３４０にボルト止め
又はその他の方法にて流体密に固着されている。壁３４
４は、第二の酸化性気体がチャンバ３４２に供給され得
るように形成されたポート３４８を有している。壁３４
４の基端には、フランジ３５０が設けられている。該フ
ランジ３５０は、相補的なフランジ３５２にボルト止め
又はその他の方法で流体密に固着されている。該相補的
なフランジ３５２は、管３１０の基端と一体とされ又は
該基端に溶接されている。フランジ３５２は、第一の酸
化性気体用のチャンバ３４２と更なるチャンバ３５４と
の間に共通の壁を形成する。チャンバ３５４は、通路３
２２に隣接している。チャンバ３５４は、その末端にフ
ランジ３５８を有する円筒壁３５６を備えている。該フ
ランジ３５８は、フランジ３５２にボルト止め又はその
他の方法にて流体密に固着されている。円筒壁３５６
は、チャンバ３５４が第一の酸化性気体を受け取ること
を許容し得るように形成されたポート３６０を有してい
る。壁３５６の基端は、フランジ３６２を支持してお
り、該フランジ３６２は、フランジ３６４にボルト止め
又はその他の方法で固着され、該フランジ３６４は、最
内側管３０８の基端と一体に形成され又は該最内側管の
基端に溶接されている。フランジ３６４は、チャンバ３
５４と、通路３１８に隣接し且つ該通路に連通する更に
別のチャンバ３６６との間に共通の壁を形成する。チャ
ンバ３６６には、軸方向ポート３６８が設けられてお
り、第一の可燃性気体をこのポートに供給することがで
きる。ポート３６８は、バーナ３０２の長手方向軸線と
同軸状である。図５に図示するように、バーナ３０２の
末端３０６は、硫化水素を部分燃焼させ得るように加熱
炉３７２のポート又はクオール３７０内に伸長してい
る。ポート３７０とバーナ３０６との間に画成された環
状空隙は、第三の酸化性気体、すなわち空気が流れる通
路３７４を提供する。作動時、空気は、出口３３４を通
ってバーナ３０２から出る第二の可燃性気体と混合す
る。図３及び図４に図示したバーナの作動は、図１及び
図２に図示したバーナの場合と同様である。

【００５０】次に、図５及び図６を参照すると、バーナ
４０２は、基端４０４と、末端４０６とを有している。
該バーナは、半径方向に隔てられた同軸状の３本の管４
０８、４１０、４１２から成る組立体を備えている。管
４０８は、硫化水素を含む第一の可燃性気体の出口４１
６をその末端に有する通路４１４を画成する。管４０
８、４１０は、その間に、例えば、酸素濃度の濃い空気
のような酸化性気体が流れる環状通路４１８を画成す
る。該通路４１８は、その末端にて環状ノズル４２０に
て終わっており、該環状ノズルは、第一の出口４２２の
群を有し、各々が、バーナの長手方向軸線に対して１０
乃至１５°の範囲の等しい角度で傾斜されており、ま
た、気体が貫通して流れる方向にこの軸線に向けて傾斜
させてある。出口４２２は、バーナ４０２の末端４０６
の下流にて第一の可燃性気体と混合する第一の酸化性気
体流を提供する。

【００５１】また、ノズル４２０には、第二の出口群４
２４も形成されている。該出口４２４の各々は、バーナ
４０２の長手方向軸線に対して１０乃至１５°の範囲の
等しい角度で傾斜させてあり、気体は、軸線からその流
動方向に向けて拡がる。このため、出口４２４の群は、
第二の酸化性気体がバーナ４０２の末端４０６から出る
ことを可能にする。環状通路４２６が管４１０、４１２
の間に画成されている。該通路４２６は、その末端が出
口４２８にて終わっている。作動時、第二の可燃性気体
はバーナ４０２の末端４０６から出口４２８を通って流
れ出し、出口４２４を通ってバーナ４０２から出る第二
の酸化性気体と混合する。第一の酸化性気体対第二の酸
化性気体との流量の比は、出口４２２、４２４の相対的
な断面積によって決定される。

【００５２】管４１２は、通路４２６が硫化水素を含む
第二の可燃性気体の供給源と連通状態にされることを可
能にし得るように形成されたポート４３０を有してい
る。管４１２の基端は、該基端と一体とされ又は該基端
に溶接されたフランジ４３２を有している。フランジ４
３２は、管４１０に溶接され又は管４１０と一体に形成
された相補的なフランジに対しボルト止め又はその他の
方法で流体密に固着されている。該フランジ４３４は、
また、酸化性気体に対する入口ポート４４０が設けられ
た端部片４３８から伸長する相補的なフランジ４３６に
ボルト止め又はその他の方法で流体密に固着されてい
る。管４０８は、その基端にて端部片４３８内に伸長
し、フランジ４４２を支持し、端部片４３８の基端が該
フランジ４２２に溶接又はその他の方法で流体密に固着
されている。バーナ４０２が作動するとき、酸化性気体
は、ポート４４０内に流れ、また、端部片４３８を貫通
して、管４０８、４１０の間に画成された通路４１８に
入る。管４０８は、その基端にて開放しており、硫化水
素を含む第一の可燃性気体の供給源と連通状態にするこ
とができる。

【００５３】バーナ４０２の末端４０６は、硫化水素の
部分燃焼のため加熱炉４３４のポート４３２内に伸長し
ている。バーナとポート４３２との間に環状通路４３８
が画成されており、バーナ４０２が作動したとき、典型
的に空気である第三の酸化性気体をこの環状通路を通じ
てバーナの火炎に供給することができる。

【００５４】バーナ４０２の作動は、図１及び図２、図
３及び図４に図示したバーナの任意のものと同様である
が、但し、第二の酸化性気体の組成及び流量と関係な
く、第一の酸化性気体の組成及び流量を変化させる手段
は全く存在しない点は相違する。かかる手段が存在しな
い理由は、第一及び第二の酸化性気体の双方が、バーナ
４０２のポート４４０に供給される共通の供給源から得
られるからである。

【００５５】図１、図２、図３、図４、図５、図６に示
したバーナの全てを図１１に図示したバーナ６００とし
て採用することができる。図１１を参照すると、典型的
に、体積比で４０％以上の硫化水素を含む可燃性気体の
混合体がバーナ６００内へ流動する。硫化水素の部分燃
焼は、酸素濃度の濃い空気及び外気をバーナ６００に供
給することにより支えられる。バーナ６００は、加熱炉
６０２内に発火する。硫化水素、二酸化硫黄、硫黄蒸の
気、水蒸気、窒素、二酸化炭素、及び水素を含む気体の
混合体は、典型的に、１１００℃乃至１６００℃の範囲
の温度にて加熱炉６０２から出る。余剰気体の混合体
は、硫黄の蒸気が凝縮する温度よりも僅かに高い温度ま
で温度が低下した廃熱ボイラー６０４を通って流れる。
廃熱ボイラー６０４内にて水素及び硫黄の一部分を再
度、組み合わせた後、余剰気体中の硫化水素と二酸化硫
黄とのモル比は、約２対１である。廃熱ボイラー６０４
の下流にて、余剰気体は、硫黄の蒸気がその内部にて凝
縮される凝縮器６０６を通って流れる。形成される凝縮
液は、貯蔵に向けられる。形成される気体混合体は、凝
縮器６０６から連続的な触媒クラウス段６０８、６１
０、６１２を通って流れる。当該技術分野の一般的な方
法に従って、段６０８、６１０、６１２の各々は、気体
混合体の温度を硫化水素と二酸化硫黄との間の触媒作用
反応に適した温度まで上昇させる、再加熱器（図示せ
ず）と、硫化水素が二酸化硫黄と反応して、硫黄の蒸気
及び水蒸気を発生させる触媒作用反応器（図示せず）
と、硫黄凝縮器（図示せず）とを連続的に配置して成る
装置の列を備えている。所望であるならば、環境の基準
に対応して、図１２に図示した装置における１つ以上の
触媒段６０８、６１０、６１２を省略することができ
る。

【００５６】下流の触媒段６１２から出る気体混合体に
対して、クラウス法の余剰物を大気中に排出するのによ
り適したものにする既知の多数の処理の任意の１つを行
うことができる。例えば、この気体は、反応器６１４に
流動させ、この反応器内にて加水分解及び水素発生が行
われる。残留する全ての酸硫化炭素及び二硫化炭素は、
水蒸気によって触媒にて加水分解されて硫化水素を発生
させる。この触媒は、例えば、コバルト及びモリブデン
が含浸されたアルミナとすることができる。かかる触媒
は、当該技術分野にて周知である。これと同時に、残留
する元素の硫黄及び二酸化硫黄は、水素を発生させて、
硫化水素を発生する。加水分解及び水素の発生は、典型
的に３００乃至３５０℃の温度にて含浸したアルミナ触
媒にて行われる。基本的に、硫化水素、窒素、二酸化炭
素、水蒸気及び水素から成る、形成される気体混合体
は、反応器６１４から出て、最初に水の凝縮装置（図示
せず）内に流れ、次に、別個の装置（図示せず）内に流
れ、この装置内にて、硫化水素は、例えば、化学的吸着
／脱着により分離させる。適当な化学的吸着剤は、メチ
ル・ジエチルアミンである。所望であるならば、このよ
うにして回収された硫化水素は、バーナ６００に再循環
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法及び装置にて使用される第一
のバーナの概略図的な断面側面図である。

【図２】図１に図示したバーナ口の概略図的な端面図で
ある。

【図３】本発明による方法及び装置にて使用される第二
のバーナの概略図的な断面側面図である。

【図４】図３に図示したバーナの概略図的な端面図であ
る。

【図５】本発明による方法及び装置にて使用される第三
のバーナの概略図的な断面側面図である。

【図６】図５に図示したバーナ口の概略図的な端面図で
ある。

【図７】図１及び図２におけるバーナに対して可燃性気
体及び酸化性気体を供給する装置を示す概略図的なフロ
ー線図である。

【図８】図１、図２、図３、図４、図５、図６に図示し
たバーナの任意のものを使用することのできる、硫化水
素を含む酸性気体を処理するクラウス装置の概略図的な
フロー線図である。

【符号の説明】

２バーナ４基端６バーナ口／バーナの末端８中央通路１０最内側管／第一の管１２出口／第一の
出口１４第二の管１６第三の管１８第二の環状通路２０出口／第三の
出口２２管２４通路２６出口／第二の出口群２８第二の列の管３０通路／出口３２出口３４スパイダ３６第一のポート３８、４０、４８、５０、５２フランジ４２、５４、６６チャンバ４４入口ポート４６外壁５６チャンバ５４
の壁５８ポート６０第一のフラン
ジ６２第二のフランジ６４端板６８、７０ポート７２加熱炉７４環状通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者リチャード・ウィリアム・ワトソンイギリス国ジーユー14・７エイチジェイ, サリー，ギルドフォード，メロー・パーク，オークリー・デル 16 (72)発明者スティーブン・ライズ・グレイビルイギリス国エス11・３エルティー，ヨークシャー，シェフィールド，ハンターズ・バー，ロッシントン・ロード８ (72)発明者ジョン・アレン・ウェインフォードイギリス国ロンドンエスイー25・６ユーエイ，サウス・ノーウッド，エルム・パーク・ロード 15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫化水素の部分酸化により硫黄の蒸気を
発生させる方法において、バーナがその内部にて又はそ
の内部に発火する火炎を形成し得るようにバーナを作動
させることと、バーナ口の第一の領域からの火炎に対し
て硫化水素を含む第一の可燃性気体の少なくとも１つの
流れを供給し、第一の酸化性気体の少なくとも１つの流
れがバーナ口から流れ出て且つ火炎中にて第一の可燃性
気体と混合するようにすることと、前記第一の領域を取
り囲み且つ該第一の領域から隔てられたバーナ口の第二
の領域からの火炎に対して、硫化水素を含む第二の可燃
性気体の少なくとも１つの第三の流れを供給すること
と、第二の酸化性気体の少なくとも１つの第四の流れが
前記第二の領域により取り囲まれたバーナ口の１つ又は
複数の領域から流れ出て且つ火炎中にて第二の可燃性気
体と混合するようにすることと、第三の酸化性気体の少
なくとも１つの第五の流れである最外側の流れが火炎中
にて第二の可燃性気体と混合するようにすることと、硫
黄の蒸気、水蒸気、二酸化硫黄、水素及び残留硫化水素
を含む形成される気体混合体を加熱炉から吸引すること
とを備える、方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、バーナ
に対する第一の可燃性気体の体積流量及び第二の可燃性
気体の体積流量が互いに独立的に制御される、方法。
【請求項３】請求項２に記載の方法において、第一の
可燃性気体は、アンモニアを含むが、第二の可燃性気体
はアンモニアを全く含まない、方法。
【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載の方法に
おいて、第一の酸化性気体及び第二の酸化性気体の双方
が酸素又は酸素濃度の濃い空気である、方法。
【請求項５】請求項１乃至４の何れかに記載の方法に
おいて、第一の酸化性気体の体積流量及び第二の酸化性
気体の体積流量が互いに独立的に制御される、方法。
【請求項６】請求項１乃至５の何れかに記載の方法に
おいて、第一の酸化性気体の少なくとも一部を第一の可
燃性気体が沿って流れる１つ又は複数の経路に合流する
１つ又は複数の経路に沿って向けることにより、第一の
可燃性気体と第一の酸化性気体との混合が促進される、
方法。
【請求項７】請求項１乃至５の何れかに記載の方法に
おいて、第一の可燃性気体が第二の線形速度にて流れる
一つ又は複数の経路に対して隣接し且つ略平行に伸長す
る１つ又は複数の経路に沿って第一の酸化性気体の少な
くとも一部を第一の線形速度にて向けることにより、第
一の可燃性気体と第一の酸化性気体との混合が促進さ
れ、第一及び第二の線形速度の一方がその他方の速度よ
りも２５乃至１５０％速い、方法。
【請求項８】請求項１乃至７の何れかに記載の方法に
おいて、第三の酸化性気体が外気である、方法。
【請求項９】硫化水素の部分酸化により硫黄の蒸気を
発生させる装置であって、加熱炉と、該加熱炉のポート
と、該ポート内に配置され且つ加熱炉内にて火炎を発生
させる作動可能な口を有するバーナと、硫黄の蒸気、水
蒸気、二酸化硫黄及び残留する硫化水素を含む形成され
る気体混合体に対する加熱炉からの出口とを備える装置
において、バーナ口が、硫化水素を含む第一の可燃性気
体の少なくとも１つの第一の流れを火炎に対し供給すべ
く第一の出口又は出口群と、第一の酸化性気体の少なく
とも１つの第二の流れがバーナから出て且つ火炎内にて
第一の酸化性気体と混合するようにする第二の出口又は
出口群と、硫化水素を含む第二の可燃性気体の少なくと
も１つの第三の流れを火炎に対し供給すべく第一の出口
又は出口群を取り巻き且つ第一の出口又は出口群から隔
てられた、第三の出口又は出口群と、第二の酸化性気体
の少なくとも１つの第四の流れがバーナから出て且つ火
炎内にて第二の可燃性気体と混合するようにすべく前記
第三の出口又は出口群により取り囲まれた第四の出口又
は出口群とを備え、１つ又は複数の通路がバーナとポー
トとの間に画成され又はバーナ口を貫通して伸長し若し
くは該口にて終わり、第三の酸化性気体の最外側の流れ
が火炎内にて第二の可燃性気体と混合するようにするこ
とのできる、装置。
【請求項１０】請求項９に記載の装置において、バー
ナ中にて第一の可燃性気体を供給する第一の制御弁及び
第一の配管と、バーナに対して第二の可燃性気体を供給
すべく第二の配管内に設けられた第二の流量制御弁とを
更に備え、該第一及び第二の流量制御弁が互いに独立的
に作動可能である、装置。
【請求項１１】請求項９又は１０に記載の装置におい
て、第一の酸化性気体をバーナに供給すべく第三の配管
内に設けられた第三の制御弁と、第二の酸化性気体をバ
ーナに供給すべく第四の配管内に設けられた第四の流量
制御弁とを更に備え、該第三及び第四の流量制御弁が互
いに独立的に作動可能である、装置。
【請求項１２】請求項９乃至１１の何れかに記載の装
置において、バーナが、第一の可燃性気体用の第一の通
路を画成する第一の管であって、第一の出口にて終わる
第一の管と、第一の酸化性気体用の第二の通路を画成す
る複数の第二の管であって、各々がそれぞれの第二の出
口にて終わる、第一の管内を伸長する複数の第二の管
と、第一の管を取り囲み且つ該第一の管と略同軸状の第
三の管であって、第二の可燃性気体用の環状の第三の通
路を画成し且つ第三の出口にて終わる第三の管と、第二
の酸化性気体用の複数の第四の管であって、各々が第三
の通路内を伸長し且つ各々がそれぞれの第四の出口にて
終わる第四の通路を画成する複数の第四の管と、を備え
る、装置。
【請求項１３】請求項９乃至１１の何れかに記載の装
置において、バーナが、第一の可燃性気体の第一の通路
を画成する第一の管であって、第一の出口にて終わる第
一の管と、第一の酸化性気体用の第二の通路を画成する
複数の第二の管であって、各々がそれぞれの第二の出口
にて終わる、第一の管内を伸長する複数の第二の管と、
第一の管と同心状で且つ該第一の管を取り囲み、その間
に、第二の酸化性気体の流れ用の環状の第三の通路を画
成する第三の管であって、第三の通路が第四の出口が形
成されたノズルにて終わる、第三の管と、前記第三の通
路にて終わる、第二の可燃性気体用の環状の第四の通路
を画成し得るように第三の管と同心状で且つ第三の管を
取り囲む第四の管と、を備える、装置。
【請求項１４】請求項９乃至１１の何れかに記載の装
置において、バーナが、中央の管状通路と、最内側の通
路と、中間通路と、最外側の環状通路とを画成する、半
径方向に隔てられた４本の同心状管を備え、該中央の管
状通路が第一の出口にて終わり、最外側の環状通路が第
四の出口にて終わり、最内側の環状通路及び中間の環状
通路の双方が、第二及び第三の出口群を画成するそれぞ
れのノズルにて終わる、装置。